金壮伟 薛继旭 孙国强

北京管道石家庄输油气分公司

摘要：地质灾害对油气管道安全运行影响较大。围绕陕京管道河北山区段穿越不同地形地貌发生的地质灾害，总结了常用防治措施，分析了存在的不足，提出了改进建议。

关键词：陕京管道；地质灾害；管道风险；防治措施

山区地质灾害以山体滑坡、滑塌、坍塌、冲毁以及河流冲沟为主，极端天气特别是强降雨是诱发地质灾害的主要原因，将会造成水保防护工程坍塌、损坏，严重时造成管道悬空、露管、漂管等突发事件。2016年7月19日河北井陉太行山区发生百年不遇强降水，造成管道阀室引压管沉降断裂，山区管道漂管20余处，陕京三线停输。因此，需采取切实有效的防治措施，最大限度降低管道安全运行风险。

1  常用防治措施

1.1  坡面水毁

穿越山区管道在建设过程中常有大量土石方开挖、回填，扰动原有地貌并破坏地表植被、土壤，造成管道周边土石表层结构松散。汛期遇强降雨易造成山体滑坡、滑塌等地质灾害，松动的土层推动管道向地势较低的方向移动，导致管道发生露管、悬空、应力集中变形等。

当管道沿山涧爬坡敷设或顺坡敷设坡度在60°以上时，需削坡处理使其坡度在30°～45°，常用工程防治措施是在处理后的坡面上每隔8 m修建一道护坡，坡脚处设置挡土墙，护坡侧面修建排水渠疏导排水。目前一般采取混凝土材质为主的水保工程，整体稳定性高于浆砌石等其他类水工构筑物。对巨石冲刷滚落地段，则采用钢筋混凝土构筑物，防护优势明显，能够有效削减山洪汇水对管道覆土的直接冲刷并防止管沟掏空（图 1、图 2）。

图 1 钢筋混凝土挡墙

图 2 钢筋混凝土护坡

1.2  河沟道水毁

管道穿越河流地段大量采取大开挖方式，水害防治要在注重两侧穿越点河岸防护的同时（浆砌石坡护岸、浆砌石挡土墙等），更应重视对河道底部的防护。很多管道穿越河流地段底部为卵砾石，因洪水冲刷会引起较大范围的石块移动，导致管道失去覆面，石块的冲刷和碰撞对管道防腐层产生巨大的破坏作用，同时水流巨大的冲刷力还可能造成管道悬空、甚至发生应力变形。

防护措施一般采用钢筋混凝土过水面、钢筋混凝土（外包）防冲墙、钢筋石笼组合防护措施。为减小洪水对过水面的冲刷力度，将部分过水面顶部迎水方向改为角度小于45°的漫坡；防冲墙背部码砌二级石笼（图 3），防止洪水从钢筋混凝土（外包）防冲墙底部淘刷。

图 3 河沟道水毁治理示例

1.3  台田地水毁

山区地势陡峭地段的台田地一般具有土质疏松、落差较大的特点，管道穿越台田地遇强降雨冲刷易造成管道上方覆土流失严重，管道上方出现大面积坍塌、冲沟，存在露管、暗悬风险。

挡土墙是台田地最常用工程防治措施，可根据现场情况采取混凝土挡墙、浆砌石挡墙与干砌石挡墙或其组合的防护形式（图 4、图 5）。针对台田地覆土层较为松软地带，可在原防护基础之上，修建浆砌石或混凝土排水渠与消力池相结合的方式排放雨水，防止地基下沉、坍塌。

图 4 混凝土挡墙与浆砌石

图 5 浆砌石挡墙与干砌石挡墙

1.4  埋深不足地段水毁

管道穿越农田、水渠、沟坎时，因地形受限难以机械覆土、雨水冲刷造成覆土流失严重或高差较大覆土不易稳定等，导致管道埋深不能达到设计要求（图 6），影响管道安全运行及使用寿命。管道埋深不足时，一般采用钢筋混凝土现浇或预制盖板与素土覆盖相结合的防护形式，盖板尺寸一般为长3 m、宽0.6 m，厚0.15 m，如遇管道、光缆不同沟地段，可适当加宽。采用钢筋混凝土盖板防护，可以防止农户在管道上方取土或沟渠清淤，避免管道露管、管道防腐层和光缆损坏，同时也有效降低大型农机具在管道上方旋耕施工作业造成第三方损坏事故发生（图 6）。

图 6 管道埋深不足及钢筋混凝土盖板防护示例

1.5  取土坑不稳定边坡水毁

由于近些年地方政府出台生态环境补水政策和汛期降雨量增大，使地下水位不断上涨，管道周边取土坑积水增加，水位也逐年上升。取土坑边缘土方长期遭受浸水侵蚀，不断向管道方向坍塌、侵蚀，且发展速度惊人，管道存在露管、悬空等地质灾害隐患。

防治措施一般采取在管道中心线两侧10 m处打拉森IV型钢板排桩，钢板桩相互衔接并深入地下软土层；钢板桩与坑壁之间采用渣石土夯填，并在渣石土与钢板桩顶部码砌钢筋石笼防止水土流失（图 7）。

图 7 不稳定边坡段管道及防治措施示例

2  措施分析及改进建议

（1）钢筋混凝土构筑物相比于浆砌石构筑物具有明显的防护优势，但工程造价相对较高，且山区地段大部分无进场道路，存在混凝土材料运输困难等难题。如果开凿山体修建施工进场道路、混凝土材料二次倒运等增加了工程总体费用。建议在山区地段施工时，现场就地取材修建浆砌石类构筑物，适当减少水保工程占地补偿、车辆运输等辅助措施施工费用。

（2）钢筋混凝土构筑物施工技术难度较大，如在支模过程中钢管、卡子、模板连接不牢固，未清除模板表面的混凝土残渣，导致混凝土浇筑过程中易出现跑模现象和墙体出现麻眼儿等，后期整改难度较大。建议安排专业人员重点检查混凝土模具关键部位连接处，确保模具紧固牢靠、水保工程质量合格。

（3）针对不稳定边坡采取钢板排桩、码砌石笼与渣石土回填相结合的方式防护，由于钢板桩为铁质材料，长年浸泡在水中遭受腐蚀，会导致本体出现锈蚀断裂。建议在钢板桩桩体涂刷防锈漆或采用镀锌材质钢板桩，提高桩体的抗腐蚀性和耐用性，防止重复发生工程费用。         

3  结语

山区地质灾害防治工程复杂而艰巨。企业充分考虑管道途经地形地貌以及诱发的地质灾害风险类型，采取合理的水保工程防护措施。已建防治工程经受住了强降雨天气、最大降雨量达160 mm引发的地质灾害考验，未出现较大水毁、坍塌。据统计，水保工程投资逐年下降，每年可减少30～50万元运营成本。降低了因地质灾害导致的管道变形、停输等经济损失，为陕京管道的安全平稳运行提供了有力保障。 

作者简介：金壮伟，1983年生，工程师，毕业于辽宁石油化工大学，主要从事管道管理工作。联系方式：13180460428,  jinzhuangwei0335@126.com。